無人機監(jiān)測險情機器人排查隱患黃河防汛有了高科技
工作人員在進(jìn)行堤防隱患探測。黃科院供圖
今年入汛以來，黃河上游發(fā)生了兩次編號洪水，經(jīng)水庫聯(lián)合調(diào)度，攔洪削峰，保障了沿黃群眾生命財產(chǎn)安全。很多人并不知道，在兩次汛情安然度過的背后，一批高精尖的防汛新技術(shù)發(fā)揮了重要作用。
利用無人機、無人船全程即時監(jiān)測河勢險情；管道雷達(dá)機器人穿行排水涵管探測隱患8月6日，記者跟隨黃河水利委員會黃河水利科學(xué)研究院（以下簡稱黃科院）的工作人員，一睹這批防汛高新技術(shù)的真容。
探測神器排查管涌隱患
千里之堤，KUKA機器人示教器維修，潰于蟻穴，說的就是管涌的危害。黃科院連續(xù)多年緊盯堤壩滲漏位置探測技術(shù)，運用一系列探測神器為堤壩排查隱患。
一艘測船沿著黃河大堤內(nèi)側(cè)的河道行進(jìn)，船上的工作人員將一根棒球桿大小的探頭放入水中。黃科院高級工程師李長征介紹：如果堤壩發(fā)生滲漏，入水點區(qū)域的電壓就會出現(xiàn)明顯變化，探頭‘發(fā)覺’后，主機會馬上報警。利用儀器攜帶的GPS定位裝置，就能準(zhǔn)確標(biāo)明大壩的隱患部位。
在黃河大堤上，記者看到技術(shù)人員從箱子里扯出一根長長的電纜，上面串著上百個锃亮的大鋼針，也就是金屬電極。李長征和同事們將電極一字排開，均勻插入堤壩土體內(nèi)。他向記者解釋：當(dāng)我們啟動與電纜連接的主機，就可以自動采集堤壩內(nèi)部電阻率的分布數(shù)據(jù)，從而分析出管涌所在位置。這個過程，如同為堤壩進(jìn)行了一次CT檢查。
針對堤壩體內(nèi)老化的排水涵管，也有探測神器。技術(shù)人員操作著類似玩具汽車一樣的管道雷達(dá)機器人，進(jìn)入直徑60厘米的涵管內(nèi)工作。機器人一邊前進(jìn)，一邊用攝像頭拍攝管道內(nèi)部情況，身后的雷達(dá)也同時記錄下經(jīng)過的管道腐蝕情況與土壤狀態(tài)等信息，實時反饋在地面的監(jiān)視器屏幕上。
使用儀器能夠?qū)崿F(xiàn)全天候?qū)崟r監(jiān)測。李長征說，更重要的是，可以未雨綢繆，在汛前就為堤壩做好體檢，杜絕帶病抗洪。
搶險黑科技快速療傷
隱患探測為堤壩安全度汛提供了保障，但險情不可能絕對避免。如果堤壩出現(xiàn)了問題怎么辦？
黃科院防汛所高級工程師張寶森為記者描述了一個危急情況：突然一陣大暴雨襲來，堤壩泄水管被損壞，又沒有溢洪道，不能有效排水。事態(tài)緊急，必須把水迅速排出，確保堤壩安全。
危難之際，虹吸排洪技術(shù)大顯身手。從工作人員提供的視頻資料上，記者看到，出現(xiàn)險情后，搶險隊伍可以快速布設(shè)起排水管道，利用虹吸原理，不需要動力裝置，就能實現(xiàn)快速排水。張寶森介紹：這項技術(shù)優(yōu)勢明顯，一是造價低廉，二是便于組裝布設(shè)和安裝，三是不需要動力裝置，可以節(jié)約大量人力物力，提升搶險效率。
現(xiàn)在，我們經(jīng)常使用多旋翼無人機開展河勢險情監(jiān)測、災(zāi)情監(jiān)測等工作。也可操作無人機從空中進(jìn)行傾斜攝影，構(gòu)建水庫大壩及上下游的實景三維模型。張寶森說，利用模型可以模擬洪水發(fā)展過程和防汛搶險過程，這為制定搶險方案、泄水方案和虹吸管道布置方案提供了極大便利。
將黃河泥沙變害為寶
近年來，隨著生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識的逐漸加強，大量采石場陸續(xù)被關(guān)閉，防汛石材緊缺。為了解決這一難題，黃科院多年來致力于黃河泥沙資源利用研究，把惱人的黃河泥沙變害為寶。
在黃科院的材料實驗室里，一個托盤上碼放著幾十個圓柱體石塊，這是黃科院工力所劉慧博士用黃河下游河段泥沙做出的石樣。市面上出售的磚，機器人維修，強度普遍在7.7~15兆帕。劉慧說，經(jīng)過28天的觀察和測試，這批石樣的硬度能達(dá)到30兆帕，效果令人滿意。
據(jù)了解，現(xiàn)在黃科院已經(jīng)集成了利用黃河泥沙制造人工石材的設(shè)備、實現(xiàn)規(guī)模化廠區(qū)生產(chǎn)，還研發(fā)了便攜移動式生產(chǎn)技術(shù)，提出了泥沙處理與資源利用有機結(jié)合技術(shù)。這些技術(shù)在孟州、中牟、新疆塔里木河流域都有示范基地。
我們將黃河泥沙‘變害為寶’，為防汛出力，為沿黃群眾服務(wù)，www.tka.net.cn，這正是研究的使命。劉慧自豪地說。